JP2014017405A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】大容量化、低インダクタンス化を図りながらも、小型化を図ることが可能なコンデンサを提供する。
【解決手段】両端面に電極部２を有する複数のコンデンサ素子１を相隣接するコンデンサ素子１の電極部２が対向するように列状に配置することによってコンデンサ素子列３を構成する。各コンデンサ素子１は、ケース開口面側或いはケース底部側で絶縁体７を介して重ねられた第１及び第２電極板５、６と接続する。コンデンサ素子１の第１リード線４ａと第２リード線４ｂとの電極部２での接続位置を、電極板５、６側からコンデンサ素子１を見てコンデンサ素子１の電極部中心Ｃから偏位させ、隣接するコンデンサ素子１の対向する電極部２に接続された各リード線２が電極中心Ｃの両側に位置するようコンデンサ素子１を配置し、対向する電極部２の間隔が、リード線４ａ、４ｂの径の和よりも小さくなるようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、複数のコンデンサ素子を共通電極板に接続してケースに収納した構造のコンデンサに関するものである。

電力変換装置等で用いられるＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）でのインダクタンスはスイッチングロスの要因となるため、ＩＧＢＴに接続されるフィルタ用コンデンサやスナバ用コンデンサには、大容量化と共に低インダクタンス化が要求される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この種のコンデンサにおけるコンデンサ素子の配列を、図５に示すが、このコンデンサにおいては、複数（９個）のコンデンサ素子５１が縦横に並設されている。この図の場合、各コンデンサ素子５１は、両端面に電極部５２を有しており、隣接するコンデンサ素子５１の各電極部５２が相対面するように並設することによってコンデンサ素子列５３を構成すると共に、３個のコンデンサ素子列５３を横方向に並設している。また、各電極部５２にはリード線５４が接続されている。

特開２００６−２４５１７０号公報 特開２００９−０８８１７４号公報

ところで、近年、上記のようなコンデンサ、特に車両に搭載されるコンデンサにおいては、上記のようなニーズに加えてさらに小型化を図ることが要請されている。しかしながら、上記構成のコンデンサにおいては、コンデンサ素子５１を密に配置することが困難であるという問題がある。それは、コンデンサ素子列５３の相隣接するコンデンサ素子５１間に、一対のリード線５４を、互いの干渉を避けながら配置するために、リード線５４の線径（直径）ｄの２倍以上（２ｄ＋α）の間隔を設けなければならないためである。この結果、コンデンサ素子５１の配置スペースがこの間隔の応じた分だけ大きくなり、コンデンサの小型化を図る上での障害となっていた。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大容量化、低インダクタンス化を図りながらも、小型化を図ることが可能なコンデンサを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のコンデンサは、両端面に電極部２を有する複数のコンデンサ素子１を相隣接するコンデンサ素子１の電極部２が対向するように列状に配置することによって構成されたコンデンサ素子列３と、このコンデンサ素子列３を収納したケースと、ケース開口面側或いはケース底部側で絶縁体７を介して重ねられた第１及び第２電極板５、６と、一端がコンデンサ素子１の一方の電極部２ａに接続され他端が第１電極板５に接続された第１リード線４ａと、一端がコンデンサ素子１の他方の電極部２ｂに接続され他端が第２電極板６に接続された第２リード線４ｂとを有し、隣接するコンデンサ素子１の対向する電極部２の間隔が、対向する電極部２に接続されたリード線４ａ、４ｂの径の和よりも小さくなるようにコンデンサ素子１を配置したことを特徴としている。

また、この場合、コンデンサ素子１の第１リード線４ａと第２リード線４ｂとの電極部２での接続位置を、電極板５、６側からコンデンサ素子１を見てコンデンサ素子１の電極部中心Ｃから偏位させ、隣接するコンデンサ素子１の対向する電極部２に接続された各リード線４ａ、４ｂが電極中心Ｃの両側に位置するようコンデンサ素子１を配置してもよい。

この発明のコンデンサでは、各コンデンサ素子列において、相隣接するコンデンサ素子の相対向する電極部に接続された一対のリード線は、電極部の中心から偏位させて配置してあるので、互いの干渉を避けて配置されることになり、従って従来のようにリード線線径の２倍以上の間隔を設ける必要はなく、リード線の線径よりやや大きい間隔で配置可能である。この結果、コンデンサ素子の配置スペースを小さくでき、コンデンサの小型化を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係るコンデンサ素子の配置例を示す分解斜視図である。 上記コンデンサ素子の配置態様を、電極板側から見た状態を示す平面図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部の拡大図である。 電極板にコンデンサ素子を接続した状態を示す斜視図で、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）はリード線を半田付けする場合のランド付近の拡大図、（ｃ）はリード線をＹＡＧ溶接する場合のランド付近の拡大図である。 コンデンサ素子のリード線の配置状態を示す平面図で、（ａ）は上記実施形態を示す図、（ｂ）は変更例を示す図である。 従来のコンデンサの説明図で、（ａ）は全体平面図、（ｂ）は要部の拡大図である。

次に、この発明のコンデンサの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。このコンデンサは、図１及び図２に示すように、複数（９個）のコンデンサ素子１を縦横に配置することによって構成されている。具体的にいうと、各コンデンサ素子１は両端面に電極部２を有しており、３個のコンデンサ素子１を、相隣接するコンデンサ素子１の電極部２が相対向（相対面）するように列状に配置することによってコンデンサ素子列３を構成し、３個のコンデンサ素子列３を横方向に並設している。各コンデンサ素子１の一対の電極部２には、一対のリード線４が接続されている。ここでは便宜上、特定のコンデンサ素子１において、一方側の電極部及びリード線を第１電極部２ａ、第１リード線４ａと呼び、他方側の電極部及びリード線を第２電極部２ｂ、第２リード線４ｂと呼ぶ。

次に、各リード線４の各電極部２への接続構成について説明する。この実施形態においては、図１、図２及び図４（ａ）から明らかな通り、縦横に配置したコンデンサ素子１を上から見た平面図（組み立て状態においては、電極板（後述）側から見た状態）において、第１リード線４ａと第２リード線４ｂとの電極部２ａ、２ｂへの接続位置を、各コンデンサ素子１の電極部２ａ、２ｂの中心線Ｃから互いに逆方向に偏位させている。このため各コンデンサ素子列３において、相隣接するコンデンサ素子１の相対向する電極部２ａ、２ｂに接続されたリード線４ａ、４ｂは電極部中心線Ｃの両側に位置する、換言すれば、第１リード線４ａと第２リード線４ｂとが、電極部中心線Ｃを挟んで、互いに異なる側に位置することになる。

そして、図１及び図２のように各コンデンサ素子１を配置した状態で、図３のように、各リード線４を例えば銅板で構成された第１電極板５及び第２電極板６に接続する。この場合、相隣接して配置された第１リード線４ａと第２リード線４ｂとは同電位となり、同じコンデンサ素子１において、第１リード線４ａと第２リード線４ｂとは異なる電位となるように各電極板５、６に接続される。なお、第１電極板５と第２電極板６との間には、シート状の絶縁体７が介設されている。

ここで、上記リード線４の電極板５、６への接続部近傍の構造について説明する。すなわち、図３に拡大して示すように（図３（ｂ））、各電極板５、６においては、リード線４を接続するために接続孔部８が穿設されているが、この接続孔部８を囲むように、その周辺に切欠部９を設け、接続孔部８の周辺領域（ランド）１０の熱容量を減少させ、半田付け作業を容易かつ確実に行えるようにしているのである。この場合、２本のリード線４ａ、４ｂを同時に半田付けすることができ、作業工数を削減することができる。また、リード線４をランド１０に対してＹＡＧレーザ又はＴＩＧ（アーク）溶接を用いて溶接する場合には、同図（ｃ）に示すように、ランド１０の一部を切り起してガイド部１１を形成し、リード線４をガイド部１１に溶接する構造を採用することもある。

そして、上記のようにコンデンサ素子１を第１及び第２電極板５、６に接続した状態でこれらを、各電極板５、６がケース開口面側或いはケース底面側に位置するようにケース（図示せず）に収納し、樹脂を充填してコンデンサを構成する。

上記コンデンサによれば、各コンデンサ素子列３において、相隣接するコンデンサ素子１の相対向する電極部２に接続された一対のリード線４、４は、電極部２の中心から偏位させて配置してあるので、図２に示すように、互いの干渉を避けて互い違いに配置されることになり、従って従来のようにリード線４の線径（直径）の２倍以上の間隔を設ける必要はなく、リード線４の線径よりやや大きい間隔（ｄ＋α）で配置可能である。この結果、コンデンサ素子１の配置スペースを小さくでき、コンデンサの小型化を図ることが可能となる。また、電極板５、６をアルミで構成すれば、コンデンサをより軽量化することができる。

図４（ａ）には、上記実施の形態における隣接する一対のリード線４、４の配置態様を示しているが、この配置態様は同図（ｂ）のように変更することが可能である。すなわち、上記実施の形態においては、一方のリード線４と他方のリード線４とは、電極部２の中心線Ｃを挟んでその両側に偏位するよう逆に配置しているが、一方のリード線４と他方のリード線４とが電極部２の中心線Ｃの同じ側に偏位するよう配置しても良いということである。この場合、一方のコンデンサ素子１と、これとは相隣接するコンデンサ素子１とを１８０度だけ向きを変えて電極部２を相対向させれば、図１、図２と同様な構成が得られる。従って、上記実施形態と同様な作用効果が生じることになる。

１・・コンデンサ素子、２・・電極部、３・・コンデンサ素子列、４・・リード線、５・・第１電極板、６・・第２電極板、７・・絶縁体、２ａ・・第１電極部、２ｂ・・第２電極部、４ａ・・第１リード線、４ｂ・・第２リード線、Ｃ・・電極部中心（中心線）

Claims (2)

1. 両端面に電極部（２）を有する複数のコンデンサ素子（１）を相隣接するコンデンサ素子（１）の電極部（２）が対向するように列状に配置することによって構成されたコンデンサ素子列（３）と、このコンデンサ素子列（３）を収納したケースと、ケース開口面側或いはケース底部側で絶縁体（７）を介して重ねられた第１及び第２電極板（５）（６）と、一端がコンデンサ素子（１）の一方の電極部（２ａ）に接続され他端が第１電極板（５）に接続された第１リード線（４ａ）と、一端がコンデンサ素子（１）の他方の電極部（２ｂ）に接続され他端が第２電極板（６）に接続された第２リード線（４ｂ）とを有し、隣接するコンデンサ素子（１）の対向する電極部（２）の間隔が、対向する電極部（２）に接続されたリード線（４ａ）（４ｂ）の径の和よりも小さくなるようにコンデンサ素子（１）を配置したことを特徴とするコンデンサ。
2. コンデンサ素子（１）の第１リード線（４ａ）と第２リード線（４ｂ）との電極部（２）での接続位置を、電極板（５）（６）側からコンデンサ素子（１）を見てコンデンサ素子（１）の電極部中心（Ｃ）から偏位させ、隣接するコンデンサ素子（１）の対向する電極部（２）に接続された各リード線（４ａ）（４ｂ）が電極中心（Ｃ）の両側に位置するようコンデンサ素子（１）を配置したことを特徴とする請求項１のコンデンサ。